一種家用太陽能熱水器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種家用太陽能熱水器，包括水箱、支架、集熱板，水箱固定在支架上方，集熱板上端與水箱連接；還包括第一鏡面板和第二鏡面板，其中第一鏡面板一端緊貼集熱板的下端，另一端上傾，與水平面成一個角度α，第二鏡面板一端固定設(shè)置在集熱板和水箱之間，此鏡面延長線與地面成一個角度θ。優(yōu)選是θ為當天的正午太陽高度角，角度α=當日正午太陽高度角-45°。第一鏡面板在不使用時可伸縮進集熱板底部，第二鏡面板不使用時可以翻轉(zhuǎn)覆蓋到集熱板上。加裝上述具有互補性的兩塊鏡面板之后，可以在原有基礎(chǔ)上大大提高集熱板的受光面積，提高效率，具備經(jīng)濟性，實用性，簡便性等特點。
【專利說明】一種家用太陽能熱水器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能低溫?zé)崂醚芯款I(lǐng)域，特別涉及一種家用太陽能熱水器。【背景技術(shù)】
[0002]太陽能具有資源豐富、清潔無污染等特點，對解決當今面臨的能源危機和環(huán)境問題具有重要作用。太陽能利用從能源轉(zhuǎn)化方式來看，主要有光電、光熱、光化學(xué)等方式。太陽能中低溫?zé)崂眉夹g(shù)作為低成本且具有規(guī)?；瘧?yīng)用前景的清潔能源技術(shù)，是我國國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性新能源技術(shù)。
[0003]太陽能中低溫?zé)崂玫闹饕绞綖樘柲軣崴鳠崂谩Ｌ柲軣崴魇前烟栞椛淠苻D(zhuǎn)化為熱能，生產(chǎn)熱水以滿足人們在生活、生產(chǎn)中熱水需求的一種太陽熱利用的設(shè)備，是以水為工質(zhì)的低溫集熱利用，由集熱管、儲水箱及支架等相關(guān)附件組成。把太陽能轉(zhuǎn)換成熱能主要依靠集熱管。集熱管與水箱連接，收集熱量后利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產(chǎn)生微循環(huán)而得到所需熱水。其不足在于集熱管只能吸收直射到集熱板上的太陽輻射，造成效率低下，冬天往往滿足不了需求。而且普通的太陽能熱水器存在一次性投資成本較高的缺點，同時，在惡劣天氣中容易造成損壞。另外，在使用者長時間外出，熱水器里的熱水沒有及時使用時，容易因熱水溫度過高造成損壞。
[0004]因此，尋找一種更 節(jié)能、使用壽命更長、熱效率更高的太陽能熱水器具有重要的應(yīng)用價值。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種家用太陽能熱水器，該熱水器具有節(jié)能、壽命長、熱效率高的優(yōu)點。
[0006]本實用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn):一種家用太陽能熱水器，包括水箱、支架、集熱板，水箱固定在支架上方，集熱板上端與水箱連接；還包括第一鏡面板和第二鏡面板，其中第一鏡面板一端緊貼集熱板的下端，另一端上傾，與水平面成一個角度α，第二鏡面板一端固定設(shè)置在集熱板和水箱之間，此鏡面延長線與地面成一個角度Θ。加裝上述具有互補性的兩塊鏡面板之后，除了直接照射到集熱板本身的輻射之外，一部分照射到反射板上的太陽輻射經(jīng)一次反射至集熱板上，還有一部分太陽輻射經(jīng)鏡面板二次反射至集熱板，在原有基礎(chǔ)上大大提聞了集熱板的受:光面積，提聞了效率。
[0007]優(yōu)選的，所述0°≤α≤45°，45°≤Θ≤90°。
[0008]更進一步的，為使太陽能熱水器能夠盡量達到最大效率，所述角度Θ為當天的正午太陽高度角，角度α =當日正午太陽高度角-45°。
[0009]優(yōu)選的，所述第一鏡面板通過滾軸安裝在集熱板底部，第一鏡面板在不使用時通過此滾軸伸縮進集熱板底部。從而可以起到改變第一鏡面板角度和保護鏡面的作用，使太陽能熱水器效率更高，更安全可靠。
[0010]優(yōu)選的，所述第二鏡面板上設(shè)有條紋狀間隙。從而可以減少風(fēng)、雨、雪等對鏡面耐久性和安全性的影響。
[0011]更進一步的，所述第二鏡面板與集熱板鉸連接，在第二鏡面板不使用時，翻轉(zhuǎn)覆蓋到集熱板上。通過這種連接方式，不僅可以通過調(diào)整角度，在一年四季最優(yōu)地擴大受光面積，而且可以在大雨、冰雹、大雪等惡劣天氣下，將第二鏡面板覆蓋在集熱板上起到保護的作用，提高耐用性。同時，在使用者不使用的情況下也能使其停止熱吸收，延長熱水器的使用壽命。
[0012]優(yōu)選的，所述第一鏡面板和第二鏡面板均采用鋼板鑲嵌鏡面制成。
[0013]本實用新型通過調(diào)整兩個鏡面板的角度來實現(xiàn)對熱效率的提高。為使效率最大化，第一鏡面板不能遮擋集熱板，第二鏡面板不僅應(yīng)該能直接反射陽光至集熱板，且能經(jīng)第一鏡面板二次反射入集熱板。為了提高熱效率，故給出Θ和α的計算公式與方法如下。 [0014]如圖3所示，當下方鏡面向上傾斜時，太陽光線不高于圖中虛線條時具有二次反射效果，且該效果與Θ角有關(guān)。所以，圖中虛線條必須高于正午太陽高度角時才具有二次反射效果(注:正午太陽高度角即為太陽光線在一天中與地平面的最大夾角)。易知，為使裝置發(fā)揮最大效率，Θ要大于等于當日正午太陽高度角。
[0015]如圖4 所示，容易知道 β=(Ζ1_Ζ2)=(90° - α ) - (90° - θ ) = θ - α (注:內(nèi)錯角定理)。所以，雙法線夾角β是一個由θ、α唯一確定的角。
[0016]于是，如圖5所示當正午太陽高度角< Y-β時，兩塊鏡面板具有二次反射效果，發(fā)揮了本裝置的最大效率。且y-β與角α，Θ存在下述關(guān)系。Υ-β=(90+α )-( θ-α )=90。+ 2α - θ
[0017]為使第一鏡面板少遮擋集光板，使裝置發(fā)揮最大效率，易知α要取最小值。所以90° +2α-Θ =當日正午太陽高度角，化簡得α的最小值=當日正午太陽高度角-45°。綜上所述。使本裝置發(fā)揮最大效率的角度如下Θ =當日正午太陽高度角；α =當日正午太陽高度角-45°。
[0018]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果:
[0019]1、本實用新型具有低成本，效率高，操作簡便的優(yōu)點，不僅能夠提高太陽能熱水器的效率和耐用性，使其更安全，并能降低成本，更符合市場的需求，適用于悶曬熱水器、家用平板熱水器、家用真空管熱水器等各種低溫集熱類熱水器。根據(jù)方案的設(shè)計和實際工程經(jīng)驗，每生產(chǎn)100L出水溫度50°C到55°C的熱水，在使用者沒有調(diào)整鏡面板角度時。所需的集熱器面積可以減少20%，即0.25到0.4平方米。在使用者適時調(diào)整鏡面板角度時，所需的集熱板面積可以減少28%，即0.35至0.55平方米。
[0020]2、普通太陽能集熱板的熱輻射吸收效率大部分集中在10時至15時之間,此時太陽高度角和太陽方位角都較符合集熱板熱利用要求。而清晨和傍晚，由于太陽高度角和太陽方位角的偏移，集光板效率很低。而采用本實用新型所述的熱水器之后，高效的吸收時間增加到了從9時至16時之間，而10時至15時的吸收效率也得到了較大的提升。
[0021]3、本實用新型中的鏡面板還能夠在惡劣環(huán)境時覆蓋在集熱板上，保護集熱板，延長了太陽能熱水器的使用壽命和減少了維護費用。
[0022]4、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，裝置組件結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，而且便于大規(guī)模生產(chǎn)，有利于該裝置的大規(guī)模推廣利用?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是本實用新型裝置的側(cè)面示意圖。
[0025]圖3是本實用新型計算原理圖1。
[0026]圖4是本實用新型計算原理圖2。
[0027]圖5是本實用新型計算原理圖3。
[0028]圖6是本實施例1中第二鏡面板處的安裝示意圖。
[0029]圖7是本實施例1中第一鏡面板處的安裝示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0031]實施例1
[0032]如圖1和2所示，本實施例一種家用太陽能熱水器，包括水箱1、支架2、集熱板3，水箱I固定在支架2上方，集熱板3上端與水箱I連接。還包括第一鏡面板5和第二鏡面板4，其中第一鏡面板5 —端緊貼集熱板3的下端，另一端上傾，與水平面成一個角度α，第二鏡面板4 一端固定設(shè)置在集熱板3和水箱I之間，此鏡面延長線與地面成一個角度Θ。第一鏡面板5和第二鏡面板4均采用2mm鋼板鑲嵌鏡面制成。
[0033]如圖6所示，第二鏡面板4上設(shè)有條紋狀間隙，固定在一個旋轉(zhuǎn)架6上，通過該旋轉(zhuǎn)架6和集熱板3鉸接，從而可以翻轉(zhuǎn)使其覆蓋在集熱板3上。
[0034]如圖7所示，在安裝集熱器布列支架時預(yù)留一定的空隙，并安裝滾軸7，把第一鏡面板5安裝在集熱板3底部，稍往上有傾角α，第一鏡面板在不使用時通過此滾軸伸縮進集熱板底部。
[0035]在使用時，可以根據(jù)實際情況自行調(diào)整鏡面板角度以發(fā)揮系統(tǒng)最大效率。建議每一天Θ的角度為當天的正午太陽高度角，α =當天的正午太陽高度角減去45°。例如下表
1、2所給出的廣州和上海的建議角度。
[0036]表I廣州地區(qū)的建議角度
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種家用太陽能熱水器，包括水箱、支架、集熱板，水箱固定在支架上方，集熱板上端與水箱連接；其特征在于，還包括第一鏡面板和第二鏡面板，其中第一鏡面板一端緊貼集熱板的下端，另一端上傾，與水平面成一個角度α，第二鏡面板一端固定設(shè)置在集熱板和水箱之間，此鏡面延長線與地面成一個角度Θ。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用太陽能熱水器，其特征在于，所述0°< α <45°，45。≤ Θ ≤ 90°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的家用太陽能熱水器，其特征在于，所述角度Θ為當天的正午太陽高度角，角度α =當日正午太陽高度角-45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用太陽能熱水器，其特征在于，所述第一鏡面板通過滾軸安裝在集熱板底部，第一鏡面板在不使用時通過此滾軸伸縮進集熱板底部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用太陽能熱水器，其特征在于，所述第二鏡面板上設(shè)有條紋狀間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的家用太陽能熱水器，其特征在于，所述第二鏡面板與集熱板鉸連接，在第二鏡面板不使用時，翻轉(zhuǎn)覆蓋到集熱板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用太陽能熱水器，其特征在于，所述第一鏡面板和第二鏡面板均采用鋼板鑲 嵌鏡面制成。
【文檔編號】F24J2/46GK203432115SQ201320388115
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月1日
【發(fā)明者】區(qū)宇新, 陳源 申請人:廣州市執(zhí)信中學(xué), 區(qū)宇新, 陳源